авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 |

Эволюцияи источники кайнозойскоговулканизма центральной монголии исеверо-восточного китая

-- [ Страница 1 ] --

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯНАУК

СИБИРСКОЕОТДЕЛЕНИЕ

Учреждение Российскойакадемии наук Институт земной коры

На правах рукописи

ЧУВАШОВА ИринаСергеевна

ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННАЯ ЭВОЛЮЦИЯИ ИСТОЧНИКИ

КАЙНОЗОЙСКОГОВУЛКАНИЗМА

ЦЕНТРАЛЬНОЙ МОНГОЛИИ ИСЕВЕРО-ВОСТОЧНОГО КИТАЯ

Специальность 25.00.04– петрология,вулканология

Автореферат

диссертации на соисканиеученой степени

кандидата геолого–минералогическихнаук

Иркутск2010

Работа выполнена в УчрежденииРоссийской академии наук

Институт земной корыСибирского отделения РАН

Научныйруководитель:доктор геолого–минералогических наук,профессор

РассказовСергей Васильевич

Официальныеоппоненты:доктор геолого–минералогическихнаук, профессор

Грудинин МефодийИванович

доктор геолого–минералогическихнаук

ВысоцкийСергей Викторович

Ведущаяорганизация:Институт тектоники и геофизики

ДВО РАН

Защита состоится "22"ноября 2010 г. в "___" часов на заседаниидиссертационного Совета Д 003.022.02 приИнституте земной коры СО РАН,

по адресу: 664033, г.Иркутск, ул. Лермонтова, 128, ИЗК СОРАН.

С диссертацией можноознакомиться в библиотеке Институтаземной коры

СО РАН

Автореферат разослан "___"___________ 2010 г.

Ученый секретарьдиссертационного совета,

кандидат геолого–минералогическихнаукЮ.В. Меньшагин

Введение

Актуальностьисследования. Проблемаэволюции кайнозойского континентальноговулканизма является фундаментальнойпроблемой, от решения которой на материалеконкретных регионов зависит пониманиесовременного состояния континентальнойлитосферы в рамках принятых геологическихконцепций. Решение этой проблемы требуетпостановки комплексныхгеохронологических и геохимическихисследований эволюции магматическихпроцессов наиболее показательныхобстановок. Общее определениеконтинентальных вулканических пород какпроизводных источников «внутриплитного»геохимического типа уже недостаточно насовременном этапе развития глубиннойпетрологии. Необходима разработка тонкихгеохимических критериев происхождения ихкомпонентов. Ключевое значение для решениявопросов соотношений влияния различныхфакторов магмообразования на территорииАзии и изучения проблемы мантийныхисточников имеют кайнозойскиевулканические породы Центральной Монголиии Северо-Восточного Китая, где онипредставлены калинатровой и калиевойсериями. Решение проблемы эволюциимагматизма этих ключевых территорийтребует особых подходов к изучениювулканических пород – выявления периодичности глубинныхмагматических процессов с определениемвремени перестроек магматических систем,выделения геохимических типов активныхмагматических источников на основепонятий конвектирующей подлитосферноймантии, слэбовых фрагментов, погруженных вастеносферу, мантийной или коровой частейлитосферы. Такие исследования составляютраздел химической геодинамики, получившейразвитие при изотопных исследованияхокеанических базальтов [Allgre, 1982; Zindler, Hart, 1986;Hofmann, 1997, 2003]. Компонентный состависточников континентального мантийногомагматизма служит предметом дискуссии[Menzies et al., 1983, 1991; Menzies, 1990; Рассказов и др., 2005;Dickin, 2005; Ярмолюк и др., 2007; и др.].

Цельисследования – выявить источникимагматических расплавов калиевой икалинатровой серий в кайнозое Азии.

Основные задачи:

1. Изучить строениевулканических комплексов ЦентральнойМонголии и Северо-Восточного Китая.Выполнить датирование, определитьмикроэлементный и изотопный составвулканических пород.

2. Установить характерпространственно-временной эволюциимагматических серий.

3. Определитьгеохимические типы магматическихисточников и выяснить соотношения ихактивности в пространстве и времени.

4. Провести детальныеисследования вулканических построекпозднего плейстоцена и голоцена с оценкойсовременного состояния глубинныхмагматических систем.

Защищаемыеположения:

1. Эволюция кайнозойскойкалинатровой серии вулканических исубвулканических пород ЦентральнойМонголии была согласована с магматическойэволюцией Тибета во временных интервалахИндо-Азиатской коллизии 66–43 млн лет назад ипостколлизионной конвергенции 41–21, 20–10, 10–2 и <2 млн лет назад.Коллизии сопутствовали изверженияумереннокалиевых лав ЦентральнойМонголии, а постколлизионной конвергенции–чередовавшиеся извержения умеренно- ивысококалиевых лав с менявшейся во времениквазипериодичностью.

2. В центральной частипровинции Хелунцзян Северо-Восточного Китая всубмеридиональной зоне полей Кедонг–Еркешан–Удалианчи–Келуо–Ксаогулихе получиларазвитие калиевая серия, а в поперечнойзоне полей Нуоминхе–Уйилинг – калинатровая.

3. Магматическиевыплавки в Центральной Монголии былипроизводными конвергентных (слэбовых инадслэбовых) и рифтовых (литосферно–астеносферных)источников, а в Северо-Восточном Китае– рифтовых(литосферно–астеносферных).

4. В Центральной Монголииголоценовые расплавы поступали изнадслэбового мантийного источника,проявлявшего активность на Тарят–Чулутынском поле,начиная с 1.2 млн лет назад, а вСеверо-Восточном Китае представлялигетерогенный материал слэбовых илитосферно–астеносферных источников. Приизвержениях вулканов Лаохейшан иХуошаошан в 1720–1721 гг. произошло быстрое утонениелитосферы с активизацией нового источника,не свойственного предшествовавшейчетвертичной вулканической активности наполе Удалианчи.

Научная новизна.

Выполненныеисследования обозначили научноенаправление в рамках раздела химическойгеодинамики –реконструкции континентальногомагматизма на основепространственно-временного анализакомпонентов вулканических пород,характеризующих источники слэбов снадслэбовыми областями и литосферу сподстилающей астеносферой. Показано, чтопервая обстановка в основномреализовалась в развитии калинатровойсерии, а вторая – калиевой.

В Центральной Монголииобосновано выделение геохимических групппород калинатровой серииумереннокалиевого и высококалиевогосостава с переходом к калиевой серии, а вСеверо-Восточном Китае – групп породкалиевой серии с переходом, наоборот, ккалинатровой серии.

По новым иопубликованным геохронологическим даннымпредставлена полная картинапространственно-временной эволюциикайнозойского вулканизма ЦентральнойМонголии, выраженной в мигрирующихсинхронных и асинхронных изверженияхумеренно- и высококалиевых лав.Установлено согласованное развитиекайнозойского магматизма ЦентральнойМонголии и Тибета. Выделены магматическиеинтервалы, связанные с коллизией Индостанаи Азии, постколлизионной конвергенцией исочетанием конвергенции и рифтогенеза.

Показано, что процессыконвергенции в Центральной Монголииприводили к активизации подлитосферныхисточников Саяно-Монгольскогонизкоскоростного домена с включением«активного» механизма рифтогенеза ивыражались в активности малоглубинноголитосферно–астеносферного источников свключением «пассивного» механизма, в товремя как в Северо-Восточном Китаевключался только «пассивный» механизм свовлечением в плавление литосферно–астеносферныхисточников. Впервые установлено участие вмагмообразовании конвектирующейастеносферы изотопно-обогащенного типа.

Получены первые U–Th датировкивулканических пород Центральной Азии,свидетельствующие о вулканическомимпульсе в Центральной Монголии 70–50 тыс. лет назад. Помикроэлементным и изотопным даннымобоснована резкая смена мантийныхисточников при извержениях 1720–1721 гг. вулкановЛаохейшан и Хуошаошан, отразившая высокуюэндогенную активность на востоке Азии.

Практическаязначимость работы.Реконструкции магматической эволюции вЦентральной Монголии и Северо-ВосточномКитае обеспечивают научно-обоснованнуюоценку глубинного теплового режиматерриторий для выбора места оптимальногозаложения глубоких скважин длятеплоснабжения населения. На территорииЦентральной Монголии установлено развитиемагматизма рифтогенного типа во временноминтервале 15.5–2.1 млн лет назад и последующийпереход к магматизму конвергентного типа.Высокий тепловой поток в верхней частикоры Восточного Хангая поддерживается вусловиях преобладания процессовИндо-Азиатской конвергенции. Этот выводимеет фундаментальное значение длярасшифровки закономерностей современногораспределения эндогенной активности вАзии. Выделены геохимические критериивысокой эндогенной активности на ВостокеАзии и обосновано их прогностическоезначение для оценки общих временныхвариаций сейсмической и вулканическойопасности территорий.

Методика исследований иобъем нового фактического материала.Работа выполнена влаборатории изотопии и геохронологииИнститута земной коры СО РАН припрохождении диссертантом целевойаспирантуры по направлению отгеологического факультета ГОУ ВПО«Иркутский государственный университет»по госбюджетным темам НИР «Магматизм,литогенез и сравнительная геохронологиямезо-кайнозоя Внутренней и Восточной Азии»(2004-2006 гг.), «Эволюция седиментогенеза,биоценозов, магматизма и рудообразования вмезозое и кайнозое Внутренней и ВосточнойАзии» (2007-2009 гг.), «Изучение вулканизма,осадконакопления и экосистем Азии дляобоснования рубежей важнейших структурныхперестроек позднего мезозоя и кайнозоя»(2010-2012 гг.). Полевые работы проводились натерритории Монголии в 2005–2010 гг., вСеверо-Восточном Китае – в 2007 г., вПрибайкалье –в 2005–2009 гг.

и нао. Сахалин – в2010 г. Осуществлялась техническая обработкасобранных коллекций, выполняласьподготовка проб для измерений изотоповстронция, систематизация и интерпретацияданных. Аналитические исследованияпроводились по методикам, используемым влаборатории изотопии и геохронологии (см.главу 2). В работу вовлечено более 1200образцов вулканических пород. Во всехобразцах определены микроэлементы методомICP MS (химическая подготовка проб М.Е.Марковой, измерения и обработкой данныхТ.А. Ясныгиной). Пятьдесят образцовдатировано K–Arметодом (измерения концентрацийрадиогенного аргона С.Б. Брандта, И.С.Брандта и С.С. Брандта, концентраций калия– М.М.Самойленко). В 150 образцахизмерены изотопные отношениястронция и в 50 образцах – изотопные отношениясвинца и неодима (подготовка проб Е.В.Сараниной,измерения Н.Н.Фефелова). Петрогенные оксиды определеныметодами “мокрой химии” в аналитическомцентре ИЗК СО РАН (аналитики: М.М.Самойленко, Г.В. Бондарева и Н.Н.Ухова).

Апробация работы ипубликации. По темедиссертации опубликовано 4 статьи вжурналах, статья в INTERNET и 56 сообщений втематических сборниках и материалахконференций. Одна статья находится впечати. Результаты исследованийпредставлены на 9 международных, 15российских и 5 молодежных конференциях, втом числе на Генеральной ассамблееЕвропейского союза геологических наук(Вена, 2007 г., 2008 г.), 3ей конференции Александра фонГумбольта «Восточно-Азиатский Муссон,прошлое, настоящее и будущее» (Пекин, 2007 г.),симпозиуме «Крупные магматическиепровинции Азии, мантийные плюмы иметаллогения» (Новосибирск, 2007 г.), VI и VIIIРоссийско–Монгольских конференциях поастрономии и геофизике (Иркутск, 2006 г., 2010г.), симпозиуме, посвященном 100-летию со днярождения академика В.С. Соболева«Петрология литосферы и происхождениемалмаза» (Новосибирск, 2008 г.), научныхконференциях «Геодинамика формированияподвижных поясов Земли» и«Структурно-вещественные комплексы ипроблемы геодинамики докембрияфанерозойских орогенов» (Екатеринбург, 2007г., 2008 г.), III симпозиуме по вулканологии ипалеовулканологии (Улан-Удэ, 2006 г.),конференции, посвященной памяти Л.М.Парфенова «Тектоника и металлогенияСеверной Циркум-Пацифики и Восточной Азии»(Хабаровск, 2007 г.), конференции«Проблемыгеохимии эндогенных процессов иокружающей среды» (Иркутск, 2007 г.),совещании «Разломообразование исейсмичность в литосфере:тектонофизические концепции и следствия»(Иркутск, 2009 г.), VI Всероссийском совещаниипо изучению четвертичного периода(Новосибирск, 2009 г.), симпозиуме,посвященном 80-летию со дня рожденияакадемика Н.А. Логачева «Кайнозойскийконтинентальный рифтогенез» (Иркутск, 2010г.), III и IV конференциях по изотопнойгеохронологии (Москва, Санкт-Петербург, 2006г., 2009 г.), IV, V, VI и VIII конференциях«Геодинамическая эволюция литосферыЦентрально-Азиатского подвижного пояса (отокеана к континенту)» (Иркутск, 2006 г., 2007г., 2008 г., 2010 г.), конференции «Проблемысовременной сейсмогеологии и геодинамикиЦентральной и Восточной Азии» (Иркутск, 2007г.), XVIII cимпозиуме по геохимии изотоповимени академика А.П. Виноградова (Москва, 2007г.), XL, XLI и XLIII Тектонических совещаниях(Москва, 2007 г., 2008 г., 2010 г.), XXV семинаре«Щелочной магматизм Земли»(Санкт-Петербург–Москва, 2008 г.), Всероссийскомпетрографическом совещании (Екатеринбург,2010 г.), XXI, XXII и XXIII молодежных конференциях(Иркутск, 2005 г., 2007 г., 2009 г.), конференциимолодых ученых «Современные проблемыгеохимии» (Иркутск, 2007 г.), 2-ой региональнойконференции молодых ученых (Владивосток,2008 г.).

Объем и структураработы. Диссертация состоитиз введения, шести глав и заключения общимобъемом 160 страниц машинописного текста. Вней содержатся 147 иллюстраций, 12 таблиц исписок литературы из 299наименований.

Автор благодаритнаучного руководителя С.В. Рассказова запостановку проблемы и помощь в подготовкедиссертации, К.В. Ершова – за организациюполевых работ и техническую помощь вобработке материала, других сотрудников лаборатории – за плодотворноесотрудничество при выполнениианалитических работ и конструктивноеобсуждение полученных результатов, деканагеологического факультета ГОУ ВПОИГУ С.П. Примину ипреподавателей – за поддержку, оказанную в периодпрохождения целевой аспирантуры. Полевыеработы на территории Монголиикурировались ученым секретаремИсследовательского центра по астрономии игеофизике МАН С. Дэмбэрэлом, а натерритории Северо-Восточного Китая – сотрудникомИнститута геологии и геофизики КАН,академиком Я. Лиу. В процессе подготовкидиссертации автор получал материальнуюподдержку «Фонда содействия отечественнойнауке» (2007–2008гг.) и целевой аспирантуры врамках реализации ФЦП «Научные инаучно–педагогические кадры инновационнойРоссии» на 2009–2013 годы (ГК № П1688). Текст подготовленпри финансировании интеграционного проекта СО РАН №5/2009 и проекта ФЦП «Научные инаучно–педагогические кадры инновационнойРоссии» на 2009–2013 годы (ГК № П736).

Глава1. Предшествующие работы игеодинамические интерпретации

В главе рассмотренкайнозойский этап Азии в контексте еегеологической предыстории и сделан обзоропубликованных материалов по кайнозоюЦентральной Монголии и Северо-ВосточногоКитая.

Азия – частьсуперконтинента Евразия – состоит израннедокембрийских кратонов сразделяющими их докембрийскими ифанерозойскими складчатыми поясами[Козаков и др., 1997; Коваленко и др., 2003; и др.].Важнейшее значение в геологическойэволюции Центральной Азии имелиструктурные швы, образовавшиеся врезультате закрытия палеоокеанов. Один изтаких швов представлен Урало–Монгольскимлинеаментом, разделяющим территориюМонголии на Северный и Южный мегаблоки сразным геологическим развитием. КораСеверного мегаблока сформировалась всередине палеозоя с причленением поУрало–Монгольскому линеаменту корыпозднего палеозоя и мезозоя [Яншин, 1974; Tsedenet al., 1992].

Кайнозойскиевулканические поля Центральной Монголии иСеверо-Восточного Китая служили в качествеобъектов исследований, начиная с XIXстолетия. В 1970–1980-х годах наиболее весомый вклад визучение кайнозойского вулканизмаЦентральной Монголии был сделан Е.В.Девяткиным, Н.А. Кориной, В.В. Кепежинскас,Ю.С. ГеншафтомиА.Я. Салтыковским. В период с 1995 по 2010 гг.были получены новыематериалыХ. Енкхтувшином, Т. Барри, В.В. Ярмолюком, С.В.Рассказовым и др. Современные вулканическиепроявления Северо-Восточного Китая впровинции Хелунцзян стали известны главным образомблагодаря российским ученым В.П.Васильеву,И.К. Вислоуху,А.Н. Заварицкому и др.К настоящему времени вулканизмСеверо-Восточного Китая подробноохарактеризован в работах Я. Лиу, Ю. Ванга,М. Жанга и др.

Для объясненияраспространения вулканизма в ЦентральнойМонголии предложено 4 гипотезы: 1)«предрифтовая», 2) плюмовая, 3) влиянияИндо-Азиатской коллизии и 4) влияния этойколлизии с постколлизионнойконвергенцией, а также взаимодействия плитТихого океана с окраиной Азии. Краткийобзор геологической истории и основныхмотивов кайнозойской активизациитерритории свидетельствует о важной ролимежплитных процессов – Индо-Азиатскойколлизии и постколлизионной конвергенции,а также взаимодействия плит Тихого океанас восточной окраиной Азии.

Глава 2. Методикааналитических исследований

При систематическихгеохимических исследованияхвулканических пород используютсярезультаты их предшествующего K–Ar и 40Ar/39Ar датирования спредставлением новых K–Ar датировок. Впервыепо образцам автора выполнены измерениявозраста позднеплейстоценовых лавЦентральной Монголии по неравновеснойсерии радионуклидов цепочки распада238U. Припервичной аналитической обработкесобранной коллекции разновозрастных лаввсего кайнозоя Центральной Монголии сплощади около 300 тыс. км2 в сопоставлении сколлекцией позднекайнозойских лавСеверо-Восточного Китая с площади около 75тыс. км2 длявсех проб определялся состав петрогенныхоксидов (классический метод) имикроэлементов (метод ICP MS). В качественаиболее показательной характеристикимантийного источника магматическогорасплава исследовались изотопныеотношения Sr с выделением егомикроколичеств для изотопного анализа поэкспрессной методике с использованиемодноразовой смолы Sr Spec фирмы EIChroM Industries,США. Анализ изотопов Nd и Pb проводилсявыборочно по пробам, имеющим ключевоезначение в интерпретации изотопов Sr.Результаты измерений приводились кзначениям международных стандартныхобразцов. Rb–Sr-изотопная система чувствительна кпост-магматическим изменениям и процессамвыветривания пород, поэтому значения(87Sr/86Sr)0могут быть искажены. Дляисследований возможного влияния фактораналоженных изменений проводилисьисследования изотопного состава стронцияс предварительной кислотной обработкойпроб. Они показали хорошуювоспроизводимость результатов измеренийизотопов Sr с кислотной обработкой и без неев неизмененных породах позднего кайнозоя исущественное уменьшение значенийизотопных отношений в пробах измененныхпород среднего–позднего кайнозоя, обработанныхкислотой, по сравнению с теми же пробами, неподвергавшимися обработке.

Глава 3. Строениевулканических комплексов

В главе представленырезультаты исследований вулканическихполей Центральной Монголии возрастногоинтервала последних 88 млн лет (рис. 1) ивулканических полей Северо-ВосточногоКитая возрастного интервала последних 9.7млн лет (рис. 2). На основе радиоизотопногодатирования пород, представлены схемыразновозрастных вулканических зон иареалов с характеристикой разрезоввулканических толщ и описанием строениявулканических аппаратов.

 Рис. 1. Пространственноераспределение зон и вулканических ареаловв Центральной-0

Рис. 1. Пространственноераспределение зон и вулканических ареаловв Центральной Монголии.



Pages:   || 2 | 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.